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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划火车车轮材料火车车轮锻造工艺分析摘要：铁路交通是我国运输系统的重要组成部分，在国民经济和社会发展过程中，铁路运输扮演着不可替代的重要角色。我国一直以来都十分重视铁路运输的发展。最近几年以来，随着以高铁为代表的新型铁路运输技术的应用，我国铁路运输朝着高速、重载方向发展，车轮在复杂的运行工况和恶劣的工作条件下，受到来自于速度效应和制动方式的双重影响，对其耐磨性、强韧性以及抗疲劳性提出了更高的要求。但是我国现有的车轮锻压生产技术，还不能完全满足铁路运输发展对火车车轮质量的要求。尤其是我国高
2、速列车的车轮，在车轮的制造中，还存在废品率较高的现象。因此，笔者认为，研究火车车轮锻压生产工艺，提高我国火车车轮锻压生产技术水平，制造优质火车车轮，对于降低我国火车整车生产成本，促进铁路运输的发展，有十分重要的现实意义。关键词：火车车轮锻造工艺有限元法1.火车车轮概述。我国火车车轮形制特征简析火车车轮是火车整车零件中的一个关键组成部分，是火车机车生产中技术较高的环节之一。由于火车的种类繁多，工作环境和机车构造也不尽相同，所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。一般由轮毂、轮辋、辐板三个部分组成。火车车轮属于典型的金属塑性成形产品，常常会出现多种内部和外部缺陷。比较常见的有偏心缺陷、组织和填
3、充不完全等缺陷。所以车轮生产中对锻压技术要求较高。我国现行车轮生产工艺。当前包括我国在内的世界各国普遍采用模锻轧制法进行火车车轮锻造生产，这一方法主要采用模锻和轧制扩径两个主要步骤来完成车轮主体的成形。和铸造法相比较，该法所生产的车轮内在质量要好很多，与全模锻制造法相比，该法的优点在于对模锻设备的要求较低。全世界有20多个生产厂家，虽然各自的生产工艺有其独有特点，但是总体来说从流程来讲可以分为三个主要步骤：预成型及成型、轧制扩径和压弯冲孔。通过初步总结，笔者认为，各厂家在工艺上的差别，主要体现在预成型及成型的差异上，压弯压力机的配置方面则基本相同，冲孔设备的配置也只是稍有差别。2.火车车轮锻造
4、工艺分析。车轮预成型工艺。火车车轮超声波探伤摘要:本文介绍了火车车轮超声波A扫描和C扫描探伤,并对C扫描探伤的原理、方法和过程进行了详细的介绍。对于C扫描探伤的直接接触法与水浸法两种方法进行了比较,水浸法探伤在探测不同取向缺陷、较薄试件、灵敏度、分辨率、探头寿命和可靠性方面具有较大优势。对于超声波A扫描和C扫描探伤的优缺点进行了比较。关键词:火车车轮超声波探伤C扫描常规车轮检测主要是以A扫描为主,A扫描探伤是基本的探伤方式,其采用脉冲反射幅度法检测缺陷。A扫描只能反应基本信息且与技术人员的经验有极大关系。常规超声波检验主要分为在线检测和离线检测两种。自动车轮探伤工序如图1所示。设备采用耦合接触
5、法超声波探伤,车轮内侧面和踏面分别布置一组组合式耦合接触式双晶探头,声束覆盖各扫查面宽度。工件经过抛丸处理后由辊道进入检测托辊,稳定后工件转动,实现探头对工件轴向和径向的扫查,检测人员观察屏幕及各通道指示灯,发现有缺陷红灯指示时切换屏幕显示,转动工件仔细确认缺陷,并填写检验结果,检查完毕,车轮经辊道进入下一检测工序。1车轮超声C扫描探伤C扫描实现了材料检测的自动化,使检测结果呈直观的图像显示;火车姓名：班级：指导老师：车轮的材料摘要:简要介绍了我国大部分车辆及部分机车，高铁车轮的发展，综述了车轮用钢选用方面的研究成果。碳的质量分数为左右且含铬的中碳车轮钢可以获得较好的综合性能。Mostofth
6、evehiclesinChinaandpartofthelocomotive,thedevelopmentofhigh-speedrailwheels,summarizestheresearchresultsforthechoiceofwheelsteel.Carbonmassfractionof%carbonandchromiuminwheelsteelcanobtainabettercomprehensiveperformance.1.火车车轮概述。我国火车车轮形制特征简析火车车轮是火车整车零件中的一个关键组成部分，是火车机车生产中技术较高的环节之一。由于火车的种类繁多，工作环境和机车构造
7、也不尽相同，所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。一般由轮毂、轮辋、辐板三个部分组成。火车车轮属于典型的金属塑性成形产品，常常会出现多种内部和外部缺陷。比较常见的有偏心缺陷、组织和填充不完全等缺陷。所以车轮生产中对锻压技术要求较高。目前世界各国火车车轮的制造，除少量采用铸钢外，大多是用钢锭制坯，经锻压和轧制后机加工而成。现俄国近年新建车轮成形生产线的工艺流程钢坯先在三台水压机上，经镦粗、环内镦粗、压痕和模锻四个工步锻压成锻件，再在轧机上扩径，最后在一台水压机上冲孔、压弯和校正。生产率最高时达每小时120个。日、德、英、美等国家所采用的车轮成形工艺流程。钢锭制成的坯料先在同一台水压机上经预
8、锻和模锻两个工步锻压成锻件，经轧制扩径，后在另一台水压机上冲孔和压弯。生产率每小时80个。两种车轮成形工艺流程的后半部基本相同，不同的是前半部锻压部分。前者钢坯经四个工步分别在三台水压机上完成，后者钢坯经两个工步在同一台水压机上完成。前者生产率较高，但需要增加两台水压机并加大模锻水压机的吨位，设备投资和占地面积大。后者锻压工步和水压机台数少，但生产率不高，也未充分发挥后续工序设备的效能。我国现行火车车轮的生产线是60年代引进前苏联技术建造的。钢锭折断下料的钢坯，经加热后先在一台30MN的水压机上用自由镦粗、环内镦粗和压痕三个工步制坯，再在80MN水压机上模锻成形，然后在轧机上轧制扩径，并在另一
9、台30MN水压机上冲孔和压弯，生产率每小时80个。2.车轮钢：材料名称：优质碳素结构钢牌号：65特性及适用范围：热处理后具有较高强度和弹性及一定的塑性和韧性。但淬透性低，一般用于工作温度在120以下的各种截面不大的板弹簧、螺旋弹簧和垫圈等。化学成份：碳C：硅Si：锰Mn：硫S：磷P：铬Cr：镍Ni：铜Cu：力学性能：抗拉强度b(MPa)：695(71)屈服强度s(MPa)：410(42)伸长率5()：10断面收缩率()：30硬度：未热处理,255HB;退火钢,229HB随着我国铁路提速战略的不断实施，高速铁路的建设正在积极筹划和建设之中。高速车轮作为高速列车的重要零部件，起着支撑整个列车的重量
10、，并把驱动力和制动力传递给钢轨的作用，其使用质量直接关系着列车的运行安全和旅客生命财产的安全。为使车轮有良好的使用性能，研究人员对高速车轮材料进行了大量的研究，对碳的质量分数在之间的碳素车轮钢的研究结果证明，碳的质量分数为左右的中碳车轮钢可以获得较好的综合性能。但是，仅仅靠调整碳含量很难优化车轮钢材料的综合性能，无法满足高速列车车轮用钢的要求。在确定降低碳含量、提高铁素体珠光体向奥氏体相变时的临界温度的原则下，还需要采用合适的合金化手段，进一步改善车轮钢的性能匹配，使车轮更安全有效地服役于铁路系统。硅、锰是产生固溶强化作用最显著的合金元素，在车轮钢中应该保持一定的含量，使钢的硬度提高。某车轮厂
11、已有的经验证明，硅和锰的质量分数分别为和左右时可以使车轮钢的强度和硬度显著提高而韧性没有明显的下降。但是，仅以目前的碳、硅、锰元素配比生产的实物车轮在实际运行中仍然暴露出了强度和硬度偏低，耐磨性和抗接触疲劳性能较差的问题。因此，在成分设计方面，添加微合金元素就成为对高速车轮用钢进一步强化的主要手段，笔者研究了微合金元素铬对高速车轮钢显微组织和力学性能的影响。含铬车轮钢的性能分析高速车轮在实际运行中由于轮轨接触面在接触应力的作用下导致踏面表层金属塑性变形并引发疲劳裂纹的萌生和发展，产生接触疲劳损伤，结合以前对铁路提速车轮(型号为大，车轮的磨耗速度也较快。反之，强度和硬度较高的车轮抗接触疲劳性能和
12、耐磨性较好。然而，实验证明，单纯增加碳含量来提高车轮的强度和硬度不仅不能提高车轮的服役能力，而且因为显著降低钢的韧塑性而使车轮的综合性能下降。合理的做法是，添加适量的微合金元素，在基本不降低车轮韧性的前提下增加强度和硬度。本研究在钢中加入少量的铬，从而提高了车轮的耐磨性和抗接触疲劳性能。含铬试验车轮钢材料中铬的添加在钢中产生固溶强化，其强化效果仅次于硅、锰，而韧性又没有明显降低，而且铬能够细化珠光体的片层间距。用显微硬度计和扫描电镜，研究了车轮钢珠光体组织片层间距和显微硬度的关系。结果显示，含铬钢的珠光体片层越细，珠光体的显微硬度越高。对于本研究中的车轮钢，两者间的定量关系为H=1/s+187
13、，式中H为珠光体的显微硬度(HV)，s为珠光体的片层间距。结合对片层间距的统计数据，含铬和无铬两种钢的珠光体组织的平均硬度约为HV280和HV268，考虑两种钢中少量铁素体还对硬度有稀释作用，说明以上硬度的计算值给出的硬度的实测值吻合较好。基本力学性能对试验车轮的轮辋进行了常规力学性能试验，表2和图1分别是试验车轮轮辋的拉伸性能、硬度和冲击性能。从实验结果可看出，无铬钢的强度和硬度都较低，仅为847MPa和HB246，略超过文献规定的下限指标。和无铬车轮钢相比，含铬车轮钢材料的强度和硬度有了明显的提高，增量分别为50MPa和HB15。尤其是距轮辋表面35mm处的硬度在加铬后有了显著的提高。还应
14、看到，含铬钢的塑性稍有下降，但仍然远远超过规定的下限水平。冲击实验的结果显示，加铬后对冲击性能有一定的影响，但影响不是太大。试验车轮轮辋的常规力学性能试验车轮试验温度/b/MPa/MPa/%/%踏面下35处断面的硬度(HB)含铬钢无铬钢为了验证加铬对细化车轮钢珠光体片层间距的效果，并定量估算含铬车轮钢和无铬车轮钢珠光体的表观片层间距，在扫描电镜下以12万的倍数观察珠光体，对珠光体片层间距进行大量的数据统计，结果示于图4(图中横轴采用片层间距的倒数来表征，以求更接近珠光体的本征参数)。可以看出，含铬钢出现概率峰的片层间距为270300nm，概率峰值约为，而无铬钢出现概率峰的片层间距为330380
15、nm，概率峰值约为。另外，含铬车轮钢的片层间距分布总体向片层间距减小的方向偏移。数据统计的结果说明，加铬使车轮钢的珠光体组织产生细化效果，片层间距减小。另外，通过化学相分析研究了含铬试验车轮钢中的碳化物，结果显示，碳化物全部都由渗碳体构成。定量分析发现，渗碳体中溶解有合金元素锰和铬，其组成是()3C，渗碳体中铬的含量是基体含量的3倍。渗碳体中溶解有铬等合金元素，使合金渗碳体相更稳定，在奥氏体化过程中渗碳体的溶解速率降低。在高速列车的服役过程中，由于刹车产生摩擦热，导致车轮表面急剧升温，甚至达到奥氏体相变温度，但是这一过程是很短暂的，如果车轮钢的原始组织中渗碳体相更稳定，将在一定程度上延缓原始组织向奥氏体转变的速率，从而降低在随后快冷过程中形成马氏体的可能。因此，在车轮钢中加入适量的铬在一定程度上有助于提高车轮钢的抗剥离性能。含铬车轮钢的性能分析高速车轮在实际运行中由于轮轨接触面在接触应力的作用下导致踏面表层金属塑性变形并引发疲劳裂纹的萌生和发展，产生接触疲劳损伤，结合以前对铁路提速车轮(型号为大，车轮的磨耗速度也较快。反之，强度
